Thiết kế hệ thống thông gió tính chọn máy điều hoà Water Chiller cho xưởng sản xuất của nhà máy thuốc tiêm

0,8458 0,08458 0,76122 24,55 12,9667 54 Phòng thay đồ O-13 0,1043 0,01043 0,09387 3,7091 1,5995 55 Phòng thay đồ O-14 0,0987 0,00987 0,08883 3,657 1,5126 56 Kho hóa chất O-16 0,1587 0,01587 0,14283 5,2265 2,4336 57 Hành lang tham quan S-D2 0,6825 0,06825 0,61425 16,1656 10,464 58 Phòng thay đồ nam 2 M-G2 0,1588 0,01588 0,14292 4,8726 2,4338 59 Phòng thay đồ nữ 2 W-G2 0,1622 0,01622 0,14598 4,8296 2,486 60 Phòng điều khiển 0,5071 0,05071 0,45639 13,4437 7,7738 Tổng cộng: 14,6709 1.46709 13,20381 404,6318 224,9313 Khu Beta: STT Tên phòng L [kg/s] LN [kg/s] LT [kg/s] Q0[kW] W0[kg/s] 1 FILLING STOPPERING (P-B3) 261,24 26,124 235,116 6,4626 3,3377 2 COOL DOWN AND STAGING (P-B2) 235,41 23,541 211,869 6,7143 3,0076 3 AL - P10 23,15 2,315 20,835 1,209 0,2957 4 AL - P11 16,34 1,634 14,706 1,0937 0,2088 5 M - G3 53,23 5,323 47,907 2,4763 0,68 6 W - G3 51,46 5,146 46,314 2,4467 0,6574 7 ENTRY FOR STAFF B 78,96 7,896 71,064 4,7708 1,0088 8 AL - P8 23,83 2,383 21,447 1,2206 0,3044 9 AL - P9 23,83 2,383 21,447 1,2206 0,3044 10 STERILIZING AND DEPYROGENATION (PC-2) 587,79 58,779 529,011 13,9121 7,5096 11 1ST PACKING (AL-P5) 46,27 4,627 41,643 4,5236 0,5912 12 PREPERATION AREA (PC-1) 989,83 98,983 890,847 27,1099 12,646 13 A/L STAFF (AL-P2) 28,59 2,859 25,731 1,9954 0,3652 14 A/L MATERIAL RAW (AL-P6) 32,67 3,267 29,403 1,3702 0,4174 15 MEN GOWNING (M-G1) 128,33 12,833 115,497 4,213 1,6395 16 MEN GOWNING (M-G2) 42,89 4,289 38,601 2,534 0,548 17 WOMEN GOWNING (W-G1) 85,2 8,52 76,68 3,3661 1,0885 18 WOMEN GOWNING (W-G2) 40,3 4,03 36,27 2,4315 0,5149 19 A/L STAFF (AL-P7) 53,08 5,308 47,772 1,7153 0,6781 20 PRODUCTION MANAGER (P-D1) 105,34 10,534 94,806 5,7046 1,3458 21 IPC (P-D3) 83,57 8,357 75,213 3,3872 1,0677 22 RAW MATERIAL A/L (AL-P0) 94,45 9,445 85,005 3,606 1,2067 23 1ST PACKING (AL-P1) 90,91 9,091 81,819 3,9274 1,1615 24 CORRIDOR (P-D4) 1121,16 112,116 1009,044 30,6849 14,324 25 2ND PACKAGE (AL-P3) 81,66 8,166 73,494 3,2374 1,0433 26 STAFF D STAIRCASE (P-D9) 190,52 19,052 171,468 6,1414 2,4341 27 STAFF D AL-P13 131,73 13,173 118,557 7,2415 1,6829 28 WOMEN GOWNING (P-GW3)) 66,68 6,668 60,012 2,1319 0,8519 29 MEN GOWNING (P-GM3) 103,17 10,317 92,853 4,3601 1,3182 30 FINISH PRODUCT (AL-P4) 110,23 11,023 99,207 6,6441 1,4083 31 CAPPING (P-D7) 244,97 24,497 220,473 8,5806 3,1297 32 PACKAGING BLISTERING (P-D5) 1782,46 178,246 1604,214 49,1952 22,7727 33 CLEANING (P-D6) 81,65 8,165 73,485 2,4433 1,0431 34 B-LACTAM INJECTABLE (P-W4) 870,86 87,086 783,774 23,4237 11,1261 35 QUARANTINE B-LACTAM (P-W3) 775,57 77,557 698,013 19,188 9,9087 36 PRIMARY PACKAGING (P-W2) 1205,49 120,549 1084,941 27,9148 15,4014 37 TRANSIT FINISHED PRODUCT (P-W8) 532,71 53,271 479,439 17,0096 6,8059 38 PRINTING (P-W7) 153,9 15,39 138,51 4,6326 1,9662 39 SECONDARY PACKAGING (P-W6) 933,99 93,399 840,591 23,5642 11,9326 Tổng cộng: 11563,42 1156,342 10407,08 343,8042 147,734 Khu Non-Beta: STT Tên phòng L [kg/s] LN [kg/s] LT [kg/s] Q0[kW] W0[kg/s] 1 L-B4 401,37 40,137 361,233 7,7314 5,1279 2 OPHTHALMIC (L-B2) 220,43 22,043 198,387 4,8846 2,8162 3 FILLING A AMPOULES (L-B3) 277,57 27,757 249,813 5,8763 3,5462 4 COLD DOWN ANHD STAGING(L-B1) 389,13 38,913 350,217 7,6828 4,9715 5 AL-L6 19,06 1,906 17,154 0,9696 0,2436 6 AL-L7 31,31 3,131 28,179 1,1552 0,4 7 AL-L11 23,96 2,396 21,564 1,0437 0,3061 8 AL-L9 24,51 2,451 22,059 1,0524 0,3131 9 M-G3 43,55 4,355 39,195 1,3406 0,5564 10 W-G3 30,49 3,049 27,441 1,1436 0,3896 11 AL-L10 14,98 1,498 13,482 0,9078 0,1914 12 PHÒNG ĐỆM NHÂN VIÊN B 25,87 2,587 23,283 1,0731 0,3305 13 PREPARATION AREA (L-C1) 1742,77 174,277 1568,493 28,3823 22,2657 14 STAFF (AL-L4) 30,63 3,063 27,567 1,1449 0,3913 15 1ST PACKAGING.AL (AL-L5) 46,55 4,655 41,895 1,3862 0,5947 16 AL-L8 35,94 3,594 32,346 1,2258 0,4591 17 M-G1 100,69 10,069 90,621 2,2545 1,2864 18 M-G2 41,65 4,165 37,485 1,3602 0,5321 19 W-G1 114,02 11,402 102,618 2,4564 1,4568 20 W-G2 44,1 4,41 39,69 1,3493 0,5634 21 FORMULA ROOM(L-C2) 244,9 24,49 220,41 4,7203 3,1289 22 WEIGHING STATION(L-C5) 61,24 6,124 55,116 1,7728 0,7824 23 LYO (L-C4) 482,98 48,298 434,682 8,7704 6,1706 24 AMPOULES (L-C3) 429,92 42,992 386,928 7,8601 5,4927 25 1ST PACKAGING (AL-L1) 164,91 16,491 148,419 3,6535 2,1069 26 2ND PACKAGE (AL-L2) 83,82 8,382 75,438 1,9987 1,0709 27 A/L (AL-L3) 54,44 5,444 48,996 1,9975 0,6955 28 IPC (L-D2) 177,85 17,785 160,065 4,7988 2,2722 29 "PRODUCTION MANAGER(L-D3)" 158,78 15,878 142,902 3,5884 2,0286 30 LYO CHAMPER (L-D4) 492,51 49,251 443,259 8,9144 6,2923 31 L - D5 353,74 35,374 318,366 6,621 4,5194 32 L - D6 2940,26 294,026 2646,234 53,0501 37,5647 33 L - D8 941,87 94,187 847,683 16,156 12,0333 34 L - D12 479,58 47,958 431,622 8,5451 6,1271 35 CLEANING STATION (L-D9) 62,6 6,26 56,34 1,6778 0,7998 36 CAPPING (L - D10) 175,11 17,511 157,599 3,4975 2,2372 37 CLEANING STATION (L-D13) 68,85 6,885 61,965 1,8694 0,8797 38 L - D15 789,09 78,909 710,181 12,7769 10,0814 39 CLEANING STATION (L-D16) 76,2 7,62 68,58 1,9326 0,9736 40 L - D17 159,74 15,974 143,766 5,0357 2,0408 41 TRANSIT FINISHED PRODUCT LYO (L - D7) 130,62 13,062 117,558 3,384 1,6688 42 TRANSIT FINISHED PRODUCT OPHTHAL MICS(L-D11) 163,31 16,331 146,979 5,2309 2,0864 43 TRANSIT FINISHED PRODUCT AMPOULES(L-D14) 148,58 14,858 133,722 3,2724 1,8983 44 AL -L12 130,91 13,091 117,819 3,4423 1,6725 45 L - GM3 98,65 9,865 88,785 2,3209 1,2604 46 L - GW3 102,6 10,26 92,34 2,3814 1,3108 47 CẦU THANG 237,3 23,73 213,57 5,4405 3,0318 48 BLISTERING (L - D1) 394,55 39,455 355,095 7,7707 5,0408 49 QUANRANTINE RAW MATERIAL(L - W1) 844,87 84,487 760,383 14,3005 10,794 50 RAW MATERIAL (L - W2) 1943,58 194,358 1749,222 35,9983 24,8311 51 PRIMARY PACKAGING MATERIAL(L - W4) 1023,49 102,349 921,141 19,3938 13,0762 52 SECONDARY PACKAGING MATERIAL(L-W6) 1291,73 129,173 1162,557 24,5224 16,5032 53 PRINGTING (L - W7) 247,64 24,764 222,876 5,4015 3,1638 54 FINISHED PRODUCT(L-W8) 2193,92 219,392 1974,528 36,8176 28,0295 55 WAREHOUSE OFFICE(O-1) 247,79 24,779 223,011 9,2002 3,1658 Tổng cộng: 21256,51 2125,651 19130,86 412,5351 271,5734 Sơ đồ hệ thống cấp lạnh cho hệ thống điều hòa không khí: a. Sơ đồ cấp gió của AHU-S-01: b.Sơ đồ cấp gió của AHU-S-02: c.Sơ đồ cấp gió của AHU-S-03: d. Sơ đồ cấp gió của AHU-MB-01: e. Sơ đồ cấp gió của AHU-MB-02: f. Sơ đồ cấp gió của AHU-RD-01: g. Sơ đồ cấp gió của AHU-RD-02: CHƯƠNG 5: TÍNH KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CHÍNH 5.1. Các thiết bị được lắp đặt tại nhà máy dược: 5.1.1. Cụm Chiller: Gồm có 3 máy máy 30HXC 175A : Thông số kỹ thuật: Công suất lạnh: Q = 553 kW Công suất giải nhiệt: Qk = 659 kW Đường kính ống nước vào, ra bình bay hơi là: 6 in Đường kính ống nước vào, ra bình ngưng là: 8 in Số máy nén trục vít: 2 máy Áp suất nước lớn nhất trong ống: P= 1000 kPa Môi chất dùng trong máy: HFC-134a Khối lượng môi chất nạp trong máy water chiller: 104 kg Trọng lượng máy water chiller : 3083 kg Nguồn điện sử dụng : 380V- 50Hz Công suất điện: 132 kW Chiều dài cụm máy: 3275 mm Chiều rộng cụm máy : 980 mm Chiều cao cụm máy: 1940,5 mm 5.1.2. Tháp giải nhiệt: Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt 25SN175: Năng suất 175 tôn lạnh Mỹ . Lưu lượng nước làm mát qua mỗi tháp là : Vn = 38 [l/s] Chiều cao tháp (kể cả môtơ): H = 3450 mm Đường kính ngoài lớn nhất: D = 3310 mm Đường kính ống nước vào: 150 mm Đường kính ống nước ra: 150 mm Công suất môtơ: 3,75 kW Trọng lượng khô: 970 kg Trọng lượng ướt: 2270 kg. 5.1.3. AHU và FCU: Bảng 5.1: Thông số của các FCU và AHU. Máy Qc [kW] Lc [L/s] FCU S01 7,2 0,556 FCU S02 2,2 0,17 FCU S03 3,4 0,264 FCU S04 5,3 0,381 FCU S05 5,1 0,367 FCU S06 6,2 0,451 FCU S07 3,4 0,264 FCU S08 1,7 0,116 FCU S09 5,5 0,395 FCU S10 12 0,883 FCU S11 0,7 0,047 FCU S12 0,6 0,045 FCU S13 1 0,072 FCU S14 5,2 0,367 FCU S15 3,6 0,272 FCU S20 10,2 0,515 FCU S21 3,6 0,272 AHU S01 180 3,72 AHU S02 91,3 5,374 AHU S03 46,3 0,987 AHU MB 01 22,7 1,15 AHU MB 02 19,2 1,176 AHU RD 01 26,9 1,2 AHU RD 02 24,3 0,825 5.2. Tính kiểm tra cụm máy Chiller : 5.2.1. Xác định chu trình máy lạnh: Chu trình làm việc của máy là loại một cấp có hồi nhiệt: Diql i p pk, tk 2 3’ 3 1’ 1 P0, t0 4 t Hình 10: Chu trình máy lạnh một cấp có hồi nhiệt Các quá trình: 1-2: Quá trình nén đoạn nhiệt 2-3: Ngưng tụ đẳng áp 3-3’: Quá lạnh lỏng ngưng trong hồi nhiệt ở pk=const 3’-4: Tiết lưu 4-1: Bốc hơi đẳng áp 1’-1: Quá nhiệt hơi trong hồi nhiệt ở po=const 5.2.2. Xác định các điểm nút: a. Nhiệt độ sôi to: ở đây ngoài việc xác định nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong dàn bốc hơi của máy điều hoà nhiệt độ to ta còn cần xác định nhiệt độ của không khí được làm lạnh khi thổi qua dàn bốc hơi hoặc dàn nước lạnh tk” nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong máy điều hoà nhiệt độ được chọn: to=2¸10 0C, ở đây ta chọn t0 =5 0C. Sở dĩ ta chọn nhiệt độ sôi trong máy điều hoà phải lớn như vậy để nếu làm lạnh nước (trong máy sản xuất nước lạnh- water chiller) thì nhiệt độ nước lạnh đạt được sẽ lớn hơn 0 0C và tránh được hiện tượng nước lạnh đóng băng trong ống gây vỡ ống. Với máy điều hoà làm lạnh nước, gọi nhiệt độ nước vào bình bốc hơi t’n, nhiệt độ nước ra khỏi bình bốc hơi t”n do độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ nước ra và nhiệt độ bốc hơi Dt”n = t”n-to ³ 30C, như vậy mới đảm bảo tốt cho quá trình truyền nhiệt giữa nước và mặt ngoài của dàn lạnh ta chọn Dt”n=3oC. Nước lạnh ra khỏi bình bốc hơi của máy điều hoà nhờ bơm sẽ chuyển động trong ống dẫn tới thiết bị trao đổi nhiệt - TBTĐN - (thực tế hoặc là AHU), ở đây nước lạnh chảy trong các ống thường có cánh bên ngoài để làm lạnh không khí thổi vào phòng cần điều hoà. Khi kể đến tổn thất lạnh trên đường ống giả thiết nhiệt độ nước lạnh vào TBTĐN t’nT cao hơn nhiệt độ nước ra khỏi bình khoảng (0,5¸1)0C: t’nT=t”n+(0,5 ¸1) 0C Tương tự nhiệt độ nước lạnh ra khỏi TBTĐN t”nT thấp hơn nhiệt độ nước vào trong bình bay hơi khoảng (0,5¸1)0C: t”n=t”nT+(0,5 ¸1) 0C. Ngoài ra Dt”k=t”kT - t’nT ³ 5 0C và hiệu giữa nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi TBTĐN thường chọn: dtn= t”nT - t’nT= (3¸5) 0C Vậy khi ta chọn to = 40C, Dt”n= 4 0C, Dt”k = 6 0C, dtn = 3 0C thì ta có thể xác định được các nhiệt độ của nước lạnh và không khí: Nhiệt độ của nước ra khỏi bình bay hơi: t”n= t0+Dt”n = 5+3 = 8 0C Nhiệt độ nước vào TBTĐN: t’nT = t”n+1= 7+1 = 8 0C Nhiệt độ nước ra TBTĐN: t”nT = t’nT + dtn = 8+4 = 12 0C Nhiệt độ nước vào bình bay hơi: t’n = t”nT+1= 12+1 =13 0C Hiệu nhiệt độ nước lạnh trong bình bay hơi: dtnB=t’n- t”n=13 – 8 = 5 0C Nhiệt độ không khí lạnh ra khỏi TBTĐN: t”kT = t’nT + Dt”k = 8+6 =14 0C Nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh tk : Việc chọn nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh trong máy điều hoà không khí phụ thuộc vào chất (nước hay không khí) dùng để làm mát bình ngưng, ở đây ta chỉ xét cho bình ngưng làm mát bằng nước. Trong máy điều hoà không khí thông thường, khi dùng nước làm mát bình ngưng nước làm mát thực hiện vòng tuần hoàn kín trong đó nước sau khi qua bình ngưng do nhận nhiệt của hơi môi chất lạnh toả ra, nóng lên và được đưa vào tháp giải nhiệt để làm giảm nhiệt độ rồi lại vào bình ngưng. t'nTG Bơm T Hơi tk tn t'nB t'’nB t'’nTG t’ Lỏng Hình 11: Bình ngưng giải nhiệt bằng nước Khi ký hiệu nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng t’nB và ra khỏi bình ngưng t”nB, nhiệt độ nước vào và ra khỏi tháp giải nhiệt t’nTG, t”nTG ta có quan hệ: t”nB = t’nTG, t’nB = t”nTG dtnB=t”nB- t’nB= dtnTG =t’nTG - t”nTG đối với tháp giải nhiệt, hiệu nhiệt độ nước vào, ra khỏi tháp thường được chọn: dtnTG = (2¸6) 0C và để đảm bảo quá trình truyền nhiệt : Dt”n = tk-t”nB ³ 30C và t”nTG = tư + (3 ¸5) 0C tư- nhiệt độ nhiệt kế ướt khi chọn hiệu nhiệt độ nước trong tháp giải nhiệt dtnTG = 5 0C ta tìm được nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng t”nB: dtnB = dtnT = 5 0C = t”nB - t’nB t”nB = t’nB+5 = 33+5 = 38 0C vì ở nhiệt độ 34,3 0C và độ ẩm 73,4% có tư = 30 0C (thông số ngoài trời) t”nT = t’nB = tư+5 = 30+5 = 35 0C ta chọn Dt”n = 30C = tk - t”nB tk = t”nB+3 = 38+3 = 41 0C c. Nhiệt độ quá lạnh tql, nhiệt độ quá nhiệt tqn: Máy điều hoà không khí sử dụng môi chất lạnh R134a...có sử dụng chu trình 1 cấp có hồi nhiệt. Trong bình hồi nhiệt kiểu ngược dòng lỏng ngưng frêon từ bình ngưng đi vào có nhiệt độ t’1= tk, sau khi toả nhiệt và lỏng được làm mát đi ra có nhiệt độ t”1 = tql (gọi là nhiệt độ quá lạnh) đi vào bộ phận tiết lưu, mặt khác hơi frêon lạnh từ bình bốc hơi có nhiệt độ t’h=t0 đi vào bình hồi nhiệt sau khi nhận nhiệt nhiệt độ tăng đến t”h = tqn (gọi là nhiệt độ quá nhiệt) và được hút vào máy nén. Để bảo đảm truyền nhiệt tốt ta chọn dth = t”h - t’h = tqn – t0 £ 25 0C từ đó khi bỏ qua tổn thất nhiệt ở bình hồi nhiệt ta có phương trình cân bằng nhiệt với dt1 = t’1-t”1 = tk - tql Cpl *dt1 = Cph *dth tql = tk - Cph *dth / Cpl Tính ở trên, ta có t0 = 5 0C, tk = 410C ta chọn dth = 25 0C, từ đó ta tính được dth = tqn - t0 = 25 0C tqn=25 + t0 = 25+5 = 30 0C Với nhiệt độ trung bình của hơi th = 0,5.(tqn+t0) = 0,5.(30+5) =17,50C tra bảng của R134a ta có Cph = 0,82 kJ/kgK. Khi giả thiết t”1 = 300C thì t1= 0,5.(40+30) = 350C từ đó tra bảng của lỏng R134a ta có Cpl =1,3 kJ/kgK. Vậy nhiệt độ quá lạnh lỏng tql: tql = tk - Cphdth/Cpl = 41-0,82.25/23 = 25 0C Tóm lại : Nhiệt độ môi chất bay hơi là:t0 = 50C Nhiệt độ môi chất ngưng tụ là: tk = 410C Nhiệt độ quá lạnh là: tql = 25 0C Nhiệt độ quá nhiệt là: tqn = 30 0C Bảng 3-2: Thông số của các điểm của chu trình. Thông số Điểm 1’ 1 2 3 3’ 4 t, 0C 5 30 90 41 25 4 P, bar 3,492 3,492 10,442 10,442 10,442 3,492 I, kJ/kg 700,1 724,1 750 557,7 533,7 533,7 (Các thông số của các điểm tra theo bảng R134a của [5]phụ lục 15) Năng suất lạnh riêng đơn vị: q0 = I1’-I4 = 700,1 - 533,7=166,4 kJ/kg Lưu lượng khối lượng tác nhân tuần hoàn: G = Q0/q0 =1393,165/166,4 = 8,3724 kg/s Năng suất ngưng tụ: Qk = G(I2 - I3) = 8,3724 (750 -557,7) =1610 [kW] Căn cứ vào bảng năng suất lạnh đã tính ở 3.2 ta cộng tổng năng suất lạnh sẽ là: Q0 = Qthuốc viên + QBeta + QNon-Beta = 404,6318 + 343,8042 + 412,5351 = 1160,971 kW Khi chọn ta phải chọn công suất phải lớn hơn phụ tải: Ta có: Q0c= 1,2*Q0 = 1,2*1160,971 = 1393,165 [kW] So sánh với tổng công suất lạnh và công suất giải nhiệt của 3 cụm Chiller, ta có : Q’0 = 553*3= 1659 [kW] > Q0c= 1393,165 [kW] Q’k = 659*3 = 1977 [kW] > Qk =1610 [kW] Do đó chọn cụm Chiller là thõa mãn. 5.3. Tính kiểm tra tháp làm mát nước (cooling tower): Do hệ thống điều hoà không khí được đặt tại Tuy Hòa, ta có nhiệt độ ngoài trời là tN = 34,3 0C, jN = 73,4% ta tìm được nhiệt độ nhiệt kế ướt tư = 30 0C. Vậy: Nhiệt độ nước làm mát ra khỏi tháp: t”T = tư + Dt (với Dt = 3¸5) 0C Khi chọn Dt = 3 0C ta có: t”T = 30+3 = 33 0C Khi chọn hiệu nhiệt độ nước vào và ra tháp dtT = t’T - t”T = 5 0C, ta tìm nhiệt độ nước vào tháp: t’T = t”T+dtT = 33+5 = 38 0C Công suất giải nhiệt của 3 tháp: QkT = 175*3 = 525 tôn lạnh Mỹ. → QkT = 525*3900 = 2047500 kcal/h = 525* 3,516 = 1845,9 [kW] So sánh với công suất giải nhiệt của 3 cụm Chiller, ta có : QkT = 1845,9 [kW] > Q’k = 1977 [kW]. Do đó việc chọn tháp giải nhiệt theo thiết kế là thõa mãn. 5.4.Tính kiểm tra FCU và AHU: Ở mục trên ta có: t’nFCU = t’nAHU =7 0C t”nFCU = t”nAHU =12 0C Vậy lưu lượng nước qua FCU và AHU là: L = Q0i/(Cp.dtn) = Q0i/(4,18*5) = 0,05*Q0i [l/s] Trong đó: Q0i là năng suất lạnh của phòng i , kW tra bảng {3-12}trang 55. 5.4.1. Kiểm tra AHU-S-01: Q =189 kW, L = 9,028 [l/s] STT Tên phòng Q0 [kW] L [l/s] 1 Hành lang (S-C25) 17,1097 0,338 2 Buồng cân (S-C24) 1,9313 0,038 3 Phòng biệt trữ nguyên liệu (S-C23) 2,9533 0,058 4 IPC (S-C16) 2,7555 0,054 5 Phòng biệt trữ (S-C15) 2,7869 0,055 6 Phòng quản đốc (S-C10) 2,3253 0,046 7 Phòng chuẩn bị chai lọ (S-C9) 2,3253 0,046 8 Phòng vệ sinh (S-C7) 4,1922 0,083 9 Phòng dụng cụ vệ sinh (S-C6) 3,8414 0,076 10 Phòng vệ sinh dụng cụ (S6-C5) 3,4499 0,068 11 Buồng chờ sử lý (S-C2) 4,1507 0,082 12 Buồng cân (S-C1) 2,9397 0,058 13 Phòng thay đồ nam 3 (M-G3) 3,6898 0,073 14 Phòng thay đồ nữ 3 (W-G3) 3,0273 0,06 15 Hành lang đệm exit (S-D4) 4,2229 0,083 16 Airlock nhân viên D (AL-S1) 1,1533 0,023 17 Airlock nguyên liệu (AL-S2) 1,2698 0,025 18 Airlock cân (AL-S3) 1,2582 0,025 19 Airlock dụng cụ (AL-S4) 1,1923 0,024 20 Phòng đệm nguyên liệu 1,9088 0,038 Tổng cộng 68,4836 1,353 5.4.2. Kiểm tra AHU-S-02: Q = 91,8 [kW], L = 4,385 [l/s] STT Tên phòng Q0 [kW] L [l/s] 1 Phòng sấy tầng sôi (S-C22) 6,4684 0,128 2 Phòng trộn lập phương (SC-21) 4,2746 0,084 3 Vô nang 1 (S-C20) 3,722 0,073 4 Vô nang 2 (S-C19) 3,645 0,072 5 Phòng dập viên (S-C18) 4,2951 0,085 6 Phòng ép gói (S-C17) 5,6589 0,112 7 phòng trộn siêu tốc (S-C14) 5,6536 0,112 8 Phòng vô chai lọ (S-C13) 2,7152 0,054 9 Phòng ép vỉ 2 (S-C12) 4,0167 0,079 10 Phòng ép vỉ 1 (S-C11) 4,0711 0,08 11 Bao phim (S-C8) 6,8342 0,135 12 Phòng trộn lập phương 40kg (SC-4) 4,1629 0,082 13 Phòng say (S-C3) 3,7709 0,074 Tổng cộng 59,2886 1,17 5.4.3. Kiểm tra AHU-S-03: Q = 46,3 [kW], L = 2,212 [l/s] STT Tên phòng Q0 [kW] L [l/s] 1 Khu vực đóng gói thứ cấp (S-W6) 39,6654 0,586 2 Phòng bảo quản khuôn (S-D1) 4,6432 0,069 Tổng cộng 44,3086 0,655 5.4.4. Kiểm tra các AHU và FCU còn lại của khu thuốc viên: STT Tên phòng Loại máy Q0 [kW] L [l/s] 1 Khu vực nghiên cứu phát triển 1 AHU-RD-01 21,5264 0,318 2 Khu vực nghiên cứu phát triển 2 O-15 AHU-RD-02 17,6769 0,261 3 AL AHU-MB-01 3,0529 0,023 4 G2 2,8022 0,021 5 Phòng vi sinh 9,6669 0,072 6 Phòng chuẩn bị môi trường AHU-MB-02 12,9 0,159 7 AL 1,8424 0,023 8 G1 1,8753 0,023 9 Phòng giám đốc O-2 FCU-S-01 12,717 0,188 10 Phòng thư ký O-3 FCU-S-02 7,5251 0,111 11 Phòng phó giám đốc O-4 FCU-S-03 10,2374 0,151 12 Phòng họp 0-6 FCU-S-04 15,6818 0,232 13 Admin / Finance Debt O-7 FCU-S-05 9,0533 0,134 14 Library/ Training room O-8 FCU-S-06 10,2577 0,152 15 Phòng đảm bảo chất lượng O-9 FCU-S-07 7,1925 0,106 16 Phòng lưu trữ hồ sơ O-10 FCU-S-08 4,5454 0,067 17 R&D Zone O-11 FCU-S-09 7,5437 0,111 18 Phòng lưu giữ hồ sơ O-12 FCU-S-10 24,55 0,363 19 Phòng thay đồ O-13 FCU-S-11 3,7091 0,055 20 Phòng thay đồ O-14 FCU-S-12 3,657 0,054 21 Kho hóa chất O-16 FCU-S-13 5,2265 0,077 22 Hành lang tham quan S-D2 FCU-S-14 16,1656 0,239 23 Phòng thay đồ nam 2 M-G2 FCU-S-15 4,8726 0,072 24 Phòng thay đồ nữ 2 W-G2 4,8296 0,071 25 Phòng điều khiển FCU-S-20 13,4437 0,199 Bảng kết quả các AHU: Loại máy Qtính [kW] Ltính [L/s] Qc [kW] Lc [L/s] Kết quả AHU S01 68,4836 1,353 180 3.72 Thõa mãn AHU S02 59,2886 1,17 91.3 5.374 Thõa mãn AHU S03 44,3086 0,655 46.3 0.987 Thõa mãn AHU MB 01 15,522 0,116 22.7 1.15 Thõa mãn AHU MB 02 16,6177 0,205 19.2 1.176 Thõa mãn AHU RD 01 21,5264 0,318 26.9 1.2 Thõa mãn AHU RD 02 17,6769 0,261 24.3 0.825 Thõa mãn Bảng kết quả các FCU: Loại máy Tên phòng Qtính [kW] Ltính [L/s] Qmáy kW] Lmáy [L/s] Kết quả FCU S01 Phòng giám đốc O-2 12,717 0,3027 7,2 0,556 Không đạt FCU S02 Phòng thư ký O-3 7,5251 0,1145 2,2 0,17 Không đạt FCU S03 Phòng phó giám đốc O-4 10,2374 0,1825 3,4 0,264 Không đạt FCU S04 Phòng họp 0-6 15,6818 0,3743 5,3 0,381 Không đạt FCU S05 Admin / Finance Debt O-7 9,0533 0,4422 5,1 0,367 Không đạt FCU S06 Library/ Training room O-8 10,2577 0,5397 6,2 0,451 Không đạt FCU S07 Phòng đảm bảo chất lượng O-9 7,1925 0,2925 3,4 0,264 Không đạt FCU S08 Phòng lưu trữ hồ sơ O-10 4,5454 0,1417 1,7 0,116 Không đạt FCU S09 R&D Zone O-11 7,5437 0,5113 5,5 0,395 Không đạt FCU S10 Phòng lưu giữ hồ sơ O-12 24,55 0,8458 12 0,883 Không đạt FCU S11 Phòng thay đồ O-13 3,7091 0,1043 0,7 0,047 Không đạt FCU S12 Phòng thay đồ O-14 3,657 0,0987 0,6 0,045 Không đạt FCU S13 Kho hóa chất O-16 5,2265 0,1587 1 0,072 Không đạt FCU S14 Hành lang tham quan S-D2 16,1656 0,6825 5,2 0,367 Không đạt FCU S15 Phòng thay đồ nam 2 M-G2 4,8726 0,1588 3,6 0,272 Không đạt Phòng thay đồ nữ 2 W-G2 4,8296 0,1622 Không đạt FCU S20 Phòng điều khiển 12,717 0,5071 10,2 0,515 Không đạt CHƯƠNG 6: TÍNH, KIỂM TRA HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ 6.1. Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối không khí: Để tinh toán hệ thống vận chuyển và phân phối không khí cũng như kiểm tra miệng thổi và miệng hút ta phải đổi đơn vị kg/s sang đơn vị l/s theo công thức sau: Lm3/s = Lkg/s /r = Lkg/s /1,2 [m3/s] Trong đó: r = 1,2 kg/m3 – khối lượng riêng của không khí => Ll/s = Lm3/s .103/r = Lkg/s .103/1,2 [l/s] 6.2. Tính toán kênh gió cấp cho các phòng sử dụng AHU: Hình 6-1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống gió cấp và hồi của AHU Ta tính hệ thống kênh gió tươi dựa vào phương pháp ma sát đồng đều. Lưu lượng gió qua đoạn đầu là L1 = L = 3685 [l/s] Theo thiết kế ta có kích thước đoạn đầu 1200X800mm, suy ra f1= 1,2*0,8 = 0,96 m2. Tốc độ gió qua đoạn đầu là: ω1= L1/f1 = 3685/0,75/1000 = 4,913 m/s. Đường kính tương đương dtđ =1055 mm. Dựa vào lưu lượng L1=3,685 l/s và dtđ = 1055 mm tra đồ thị ta được tổn thất ma sát êpl = 0,21 Pa/m .(Hình 6.4 trang 169) Tính tổ thất áp xuất: (TL 1 trang 170) Dựa vào bảng 6.23 trang 181 TL1 ta tính được = 0,78 Từ đó ta tính được dtd của đoạn rẽ nhánh. Bảng tính kết quả: Đoạn Lưu lượng Tiết diện Tốc độ m/s Kích thước axb (mm) Chiều dài % m3/s % m2 AB 100 3,685 100 0,96 4,913 1200x800 4 BC 95,24 3,51 96 0,88 4,87 1100x800 3,8 CD 90,47 3,34 92,5 0,8 4,81 1000x800 3,6 DE 85,7 3,16 89 0,72 4,73 900x800 4 EF 80,9 2,98 85,5 0,675 4,65 900x750 4 FG 76,19 2,8 81 0,63 4,62 900x700 4 GH 71,43 2,63 77,5 0,585 4,53 900x650 4 HI 66,6 2,46 73 0,54 4,49 900x600 4 IJ 61,9 2,28 69 0,48 4,41 800x600 4 JK 57,14 2,11 65 0,42 4,32 700x600 3,8 KL 52,38 1,93 60,5 0,35 4,25 700x500 3,6 LM 47,61 1,76 55,5 0,28 4,21 700x400 3 MN 42,85 1,58 51 0,26 4,13 650x400 4 NO 38,09 1,4 46 0,22 4,07 550x400 2,5 OP 33,33 1,23 41 0,2 4 500x400 2,5 PQ 28,57 1,05 36 0,16 3,9 400x400 3,3 QR 23,8 0,8 31,5 0,12 3,7 400x300 3,5 RS 19,04 0,77 26 0,09 3,6 300x300 3,5 ST 14,28 0,53 20,5 0,075 3,42 300x250 4 TU 9,52 0,35 15 0,062 3,12 250x250 4 Tính tổng trở lực: Tổng trở lực AHU S 01 Đoạn Chi tiết d td Kích thước Chiều dài tđ Chiều dài (mm) a x b(mm) m m AB Đường ống 1378 1200x800 4,2 4 Rẽ nhánh BC Đường ống Rẽ nhánh 1348 1100x800 4 3,8 CD Đường ống Rẽ nhánh 1318 1000x800 3,09 3,6 DE Đường ống Rẽ nhánh 1286 900x800 3,5 4 EF Đường ống Rẽ nhánh 1209 900x750 3,4 4 FG Đường ống Rẽ nhánh 1164 900x700 3,2 4 GH Đường ống Rẽ nhánh 1088 900x650 3,1 4 HI Đường ống Rẽ nhánh 1041 900x600 3,05 4 Đường ống IJ Đường ống Rẽ nhánh 1011 800x600 2,08 4 JK Đường ống Rẽ nhánh 948 700x600 4,02 3,8 KL Đường ống Rẽ nhánh 827 700x500 2,5 3,6 LM Đường ống Rẽ nhánh 703 700x400 2,8 3 MN Đường ống Rẽ nhánh 674 650x400 3,1 4 NO Đường ống Rẽ nhánh 609 550x400 3,2 2,5 OP Đường ống Rẽ nhánh 592 500x400 3,3 2,5 PQ Đường ống Rẽ nhánh 573 400x400 3,3 3,3 QR Đường ống Rẽ nhánh 474 400x300 3,2 3,5 RS Đường ống Rẽ nhánh 420 300x300 2,4 3,5 ST Đường ống Rẽ nhánh 363 300x250 2,1 4 TU Đường ống 322 250x250 4 Tổng chiều dài tương đương AU 132,64 Tổng trở lực chiều dài đường ống 27,8544 6.3. Tính toán kênh gió hồi cho các phòng sử dụng AHU: Lưu lượng gió qua đoạn đầu là L1 = L = 4503 [l/s] Theo thiết kế ta có kích thước đoạn đầu 900x700 mm, suy ra f1= 0,9*0,7 = 0,63 m2. Tốc độ gió qua đoạn đầu là: ω1= L1/f1 = 4503/0,63/1000 = 7,14 m/s. Đường kính tương đương dtđ =1164 mm. Bảng kết quả tính toán: Đoạn Lưu lượng Tiết diện Tốc độ m/s Kích thước axb (mm) % m3/s % m2 1-2 100 4,5 100 0,63 7,14 900x700 2-3 93,33 4,2 95 0,585 6,783 900x650 3-4 86,66 3,9 90 0,54 6,426 900x600 4-5 79,99 3,6 84,5 0,48 6,0333 800x600 5-6 73,32 3,3 79,5 0,42 5,6763 700x600 6-7 66,65 3 73 0,35 5,2122 700x500 7-8 59,98 2,7 67,5 0,28 4,8195 700x400 8-9 53,31 2,4 61,5 0,26 4,3911 650x400 9-10 46,64 2,1 54,5 0,22 3,8913 550x400 10-11 39,97 1,8 48 0,2 3,4272 500x400 11-12 33,3 1,5 41,5 0,16 2,9631 400x400 12-13 26,63 1,2 38,5 0,12 2,7489 400x300 13-14 19,96 0,9 34 0,09 2,4276 300x300 14-15 13,29 0,6 27 0,075 1,9278 300x250 15-16 6,62 0,3 31,5 0,062 2,2491 250x250 CHƯƠNG 7: TÍNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ỐNG DẪN NƯỚC. 7.1. Vật liệu ống: Theo bảng 7.1 TL1 vật liệu làm ống được chọn là ống thép đen có các phụ kiện đi kèm. 7.2. Van và các phụ kiện: Van sử dụng để đóng mở hoặc điều chỉnh dòng nước bằng tay hay tự động nhờ một thiết bị tự động kiểu điện từ, lò xo, thuỷ lực. Các loại van được sử dụng trong hệ thống là: + Van cổng (van khoá): sử dụng để khoá hoặc chặn cách li 1 FCU ra khỏi thiết bị khi tiến hành thay thế, bảo dưỡng, sửa chữa FCU; + Van một chiều: cho phép dòng chỉ chảy theo một chiều nhất định, ngăn dòng chảy theo chiều ngược lại; + Van cầu, van góc, van Y: dùng để đóng, mở và điều chỉnh lưu lượng. Nó có thể đóng mở nhanh hơn van cổng; + Van cân bằng: dùng để cân bằng dòng chảy hoặc cân bằng áp suất trên các nhánh đường ống nước. 7.3. Tổn thất áp suất: Tổn thất áp suất của nước chảy trong ống là đại lượng để chọn bơm có cột áp thích hợp cho hệ thống. Khi nước chảy trong ống có 2 dạng trở lực xuất hiện đó là ma sát theo đường ống và trở kháng cục bộ tại các van và các phụ kiện như tê, cút, U, đột mở, đột thu, phân nhánh… Ta có: ∆p = ∆pms + ∆pcb , [Pa] Trong đó: + ∆p : tổn thất áp suất tổng, Pa; + ∆pms: tổn thất ma sát đường ống, Pa; + ∆pcb: tổn thất áp suất cục bộ, Pa; Phương pháp ma sát đồng đều: chọn tổn thất áp suất trên 1 mét ống ∆p1 cho tất cả các đoạn ống đều bằng nhau để tiến hành tính toán, thường ∆p1 = 800 ¸1000 Pa/m, phù hợp với các hệ thống tốc độ thấp. Đây là phương pháp được lựa chọn để thiết kế. 7.4. Thông số của bơm giải nhiệt: Yêu cầu: - Tốc độ nước chảy trong ống không được vượt quá 4,5m/s để tránh gây tổn thất áp suất lớn. - Tổn thất áp suất trong ống ứng với 1m chiều dài ống không nên lấy được vượt quá giá trị ∆p1 = 1000 Pa/m. Tại nhà máy dược theo thiết kế chọn 4 bơm, 3 bơm hoạt động chính còn 1 bơm dự phòng cho hai bơm kia, 4 bơm được nối song song. Khi cần hoán đổi làm việc giữa các bơm ta chỉ việc thao tác trên các van. Cột áp của bơm: H=35 mH20 Công suất bơm: N= 32 kW Hiệu suất bơm: h= 0,82 Số vòng quay của bơm: n= 1450 v/p Bơm ly tâm. 7.5. Tính đường ống nước giải nhiệt cho bình ngưng: Năng suất bơm nước làm mát bình ngưng được xác định: Ở đây: Qk - năng suất bình ngưng kW, Qk=1610 kW, ρn=1000 kg/m3 khối lượng riêng của nước. Cn = 4,18.103 J/kg.K nhiệt dung riêng của nước. t’n, t”n -nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng. t’n= 40 0C , t”n= 44 0C Vậy: G =1610x103/(1000x 4,18x103x4) = 0,096 m3/s Theo catalog máy watter chiller thì ngỏ ra của bình ngưng là ống có đường kính 8 in = 203,2 mm vậy ta chọn ống có đường kính như trên sau đó kiểm tra lại tốc độ nước đi trong ống. w = 4G1/(p.d2) = 4x0,096 /(3,14x203,22x10-3) = 3,1 m/s < 4,5 m/s Vậy vận tốc chấp nhận và ta chọn ống này. Vì đây là hệ thống nước hở và có vòi phun nước và bơm đặt thấp hơn mực nước trong tháp nên cột áp của bơm được tính theo công thức : H=Hd-Hh+hd+hh+hf Căn cứ vào bản vẽ của toàn bộ nhà máy ta có: độ cao từ tháp giải nhiệt đến đầu hút của bơm Hh=24m, độ cao từ đầu đẩy của bơm đến vòi phun của tháp giải Hd = 26m, trở lực của vòi phun là hf = 3m, tổng chiều dài ống hút lh= 30 m, tổng chiều dài ống đẩy ld = 29 m. Từ đó ta tính trở lực của đường ống: Tính tiêu chuẩn Re: Re=wd/n Vì ở đây nhiệt độ nước đường ống hút là 400C, ống đẩy là 440C khác nhau không nhiều nên lấy giá trị độ nhớt của nước như nhau từ bảng với nhiệt độ là 400C có n=0,7.10-6 m/s Re=1,9.0,2032/0,7.10-6=0,55.106>1.104 dòng chảy rối Hệ số ma sát: =1/(1,82logRe1-1,64)2 = 1/(1,82log0,55.106-1,64)2 = 0,02 Trở kháng ma sát trên đường ống hút và ống đẩy Dpmh, Dpmd : Dpmh = xlrw2/(2d)=0,02.68.1000.1,92/(2.0,2032) = 12080,7 N/m2 = 1,2 mH2O. Dpmd=xlrw2/(2d)=0,02.71.1000.1,92(2.0,2032)=12613,7 N/m2=1,3 mH2O Hệ số trở kháng cục bộ trên đường ống hút gồm: nước từ bể vào ống qua 1 van, 2 cút 900 theo bảng 2-14[3]t121 z=0,5+3+2.0,6=4,7 Trở kháng cục bộ trên đoạn ống hút: Dpch=zrw2/2=4,7.1000.1,92/2=8483,5 N/m2=0,85 mH2O Hệ số trở kháng cục bộ trên đường ống đẩy gồm :1 van, 2cút 900, 1 chữ T (nhánh phụ) z=3+2.0,6+1,5=5,7 Trở kháng cục bộ trên đường ống đẩy Dpcd =5,7.1000.1,92/2=10288,5 pa = 1 mH2O Trở kháng cục bộ và ma sát của nước qua bình ngưng chọn hbn= 4m Tổng trở kháng đường ống hút: hhô=Dpch+Dpmh=0,85 +1,2 =2,05 mH2O hdô=Dpcd+Dpmd+hbn=1+1,3+4=6,3 mH2O Cột áp bơm cần có: H=Hd-Hh+hd+hh+hf = 26-24+6,3+2,05+3=13,35 mH2O Công suất bơm khi chọn hiệu suất η=0,65 N=G.H/h=0,096.133500/0,65=19716 W=19,7 [kW] Ta chọn 4 bơm loại NO 125-250V-H21 của hãng SALSMON, 3 bơm hoạt động chính còn một bơm dự phòng để thay thế khi sửa chữa hay hoạt động luôn phiên giữa các bơm để tăng tuổi thọ cuả các bơm. Cột áp của bơm: H=18 mH20 Công suất bơm: N= 17 kW Hiệu suất bơm: h= 0,8 Số vòng quay của bơm: n= 1450 v/p Để thay đổi lưu lượng nước qua bơm khi hệ thống giảm tải thì ta phải thay đổi số vòng quay của bơm bằng cách dùng bộ biến tầng để thay đổi tầng số dòng điện, qua đó thay đổi số vòng quay của động cơ bơm. Điều này nhằm giảm tải và tiết kiệm điện năng cho hệ thống. 7.6. Tính toán hệ thống ống dẫn nước lạnh : Nước lạnh từ bình bốc hơi của Chiller được dẫn đi qua các FCU, AHU rồi đi về bình bay hơi. Đối với đường ống nước lạnh ta sử dụng thép đen. Hình 6.3: Sơ đồ hệ thống đường ống nước Lưu lượng nước qua từng qua các đoạn ống : Đoạn 7-6: 1,5 l/s Đoạn 6-5: 3 l/s Đoạn 5-4: 6 l/s Đoạn 4-3: 9 l/s Đoạn 3-2: 12 l/s Đoạn 2-1: 15 l/s. Chọn tốc độ nước trên đi trong ống là: 2 m/s Đường kính của các đoạn ống nối với FCU là: = 0,0309 m = 30,9 mm. Cách tính đường kính các đoạn ống tiếp theo là: d2= = d3== d4== d5== d6== Tương tự cho các đoạn ống còn lại ta được bảng kết quả sau: Đoạn KH Lưu lượng Đk trong Tốc độ Đk Loại Tính toán (m/s) danh nghĩa (l/s) (mm) mm inch 7-6 d1 1,5 30,9 2 31,75 1.1/4 40ST 6-5 d2 3 43,7 2 50,8 2 40ST 5-4 d3 6 61,8 2 63,5 2.1/2 40ST 4-3 d4 9 75,7 2 76,2 3 40ST 3-2 d5 12 87,4 2 101,6 4 40ST 3-1 d6 15 97,7 2 101,6 4 40ST Bảng 6.4:Tính chọn đường kính ống nước cho các đoạn ống 1-2-3-4-5-6-7. CHƯƠNG 8: TIÊU ÂM CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 8.1. Khái niệm về tiếng ồn: Tiếng ồn là tập hợp những âm thanh có cường độ và tần số khác nhau, sắp xếp không có trật tự, gây cảm giác khó chịu cho người nghe, cản trở con người làm việc và nghĩ ngơi. 8.2. Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với sức khoẻ con người: Tiếng ồn trong phòng điều hoà không khí có thể do nhiều nguồn khác nhau gây nên và truyền vào phòng theo nhiều con đường khác nhau. Tiếng ồn có cường độ cao ảnh hưởng rất nhiều tới sức khoẻ con người mức ồn từ 50dB trở lên có thể gây rối loạn thần kinh ở vỏ não. Mức ồn từ 5863dB làm giảm sức nghe tiếng ồn từ 35dB trở lên bắt đầu gây cảm giác không thoả mái, với tiếng ồn từ 40dB trở lên làm khó chịu và khó ngủ. Tiếng ồn có cường độ cao không những ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ con người và làm giảm năng suất lao động của con người làm việc trong môi trường đó, do vậy vấn đề chống tiếng ồn, làm giảm độ ồn xuống mức cho phép cho các công trình quan trọng hiện nay là rất cần thiết. 8.3. Các nguồn gây ồn: Tiếng ồn trong phòng điều hoà không khí có thể do nhiều nguồn khác nhau gây ra như từ quạt, máy nén, bơm và các van điều chỉnh lưu lượng không khí trong đường ống gió. Ngoài ra tiếng ồn do không khí chuyển động trong đường ống gió với vận tốc lớn hơn 5m/s cũng là đáng kể đặc biệt là dòng khí thoát ra khỏi miệng thổi. Trong tất cả các nguồn gây ồn kể trên thì quạt gió là nguyên nhân chính phát ra trong hệ thống điều hoà không khí có thể lên 100dB. Tiếng ồn của quạt gió cần được khống chế thật chặt chẽ để hạn chế tối đa ảnh hưỏng của nó bởi vì trong hệ thống điều hoà không khí thì quạt được dùng rất rộng rãi và tiếng ồn của quạt có nhiều đường truyền âm hơn là máy nén hoặc máy bơm. ở đây ta chỉ xét tới nguồn âm do bản thân hệ thống gây ra hoặc được truyền vào phòng theo đường ống gió. Truyền dọc theo đường ống gió. Tiếng ồn được truyền đi trong ống dẫn đi qua những chỗ nối và các bộ phận khác của đường ống như cút cong, chỗ chia nhánh...đường truyền này có cả ở ống cấp gió và đường gió hồi. Tiếng ồn được truyền đi như vậy gọi là tiếng ồn hệ thống. Tiếng ồn được truyền xuyên qua thành ống dẫn hoặc vỏ của thiết bị đi vào khoảng không trên trần hoặc các vùng xung quanh rồi truyền đến nơi thu nhận. Tiếng ồn được truyền xuyên qua không khí. Tiếng ồn của thiết bị được truyền thông quakhông khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng. Tiếng ồn được truyền theo cấu trúc xây dựng vào phòng. Con đường này thường kết hợp với sự rung động của máynên khi thiết kế cần phối hợp sử lý chống rung kết hợp với chống ồn. 8.4. Các biện pháp tiêu âm và thiết bị tiêu âm: Để xác định được độ ồn cho phép trong không gian có điều hoà không khí cần xác định các nguồn âm chính, phân tích các đường truyền âm chính của công trình đang khảo sát đề đề ra các biện pháp thích hợp làm giảm tiếng ồn hay còn gọi là các biện pháp tiêu âm. Đối với hệ thống điều hoà không khí nguồn gây ồn chính là quạt gió để giảm tiếng ồn cần chọn quạt gió thích hợp để làm việc với hiệu suất cao, có áp suất và tốc độ quay thích hợp. Tuỳ từng trường hợp cụ thể cần phân tích các đường truyền âm và đề ra các biện pháp thích dụng. Đối với đường truyền khi cần tăng yêu cầu tách âm có thể làm tăng thêm vách cách âm, cửa có cấu tạo cách âm, bố trí thêm các thiết bị giảm chấn chống rung, có thể làm trần bằng vật liệu cách âm tốt nhưng đối với đường truyền chủ yếu cần chọn tốc độ không khí đi trong ống và tốc không khí đi ra khỏi miệng thổi với mục đích tiêu âm, trên các đường ống chính thường chọn ω=56m/s và tốc độ ra khỏi miệng thổi thưòng từ 24m/s đối với các cộng trình dân dụng. Sau khi đã sử dụng các biện pháp tiêu âm cần tính cụ thể mức độ suy giảm âm thanh trên đường truyền và độ ồn nguồn so sánh với độ ồn cho phép đối với từng loại hệ thống cụ thể. Nếu trong trường hợp sau khi đã sử dụng các biện pháp tiêu âm mà vẫn không đạt yêu cầu thì phải cần trang bị thêm các thiết bị tiêu âm. Thiết bị tiêu âm là thiết bị được chế tạo nhằm tăng khả năng tiêu âm của hệ thống và thường được bố trí trên đường ống dẫn không khí cấp và hút, thường có một số dạng chính sau. Ống tiêu âm hình chữ nhật Ống tiêu âm hình tròn Buồng tiêu âm Hiện nay có nhiều thiết bị tiêu âm được chế tạo sẵn bởi các nhà chế tạo. Khi tính thiết bị tiêu âm người ta cần đảm bảo lưu lượng thề tích của không khí cần thiết được vận chuyển qua thiết bị tiêu âm với tốc độ thích hợp. 8.5. Tiêu âm quạt : Thép V 30 Lò xo chống rung. Hộp tiêu âm. Bông thủy tinh dày 50mm. Vải địa + tole đục lỗ. Ống điện PVC. Nối mềm. Cổ tròn 8.6. Lắp các ống nối mềm đầu giữa các thiết bị và đường ống: CHƯƠNG 9 : HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CỦA NHÀ MÁY DƯỢC Các ký hiệu trong hệ thống điều khiển : DDC(Data Communication Controller) : Hệ điều khiển số. VAV(Variable Air Volume): Ống đọc lưu lượng gió.(Tương tự như CAV) CAV(Constant Air Volume): van điều chỉnh gió lạnh. VSD : Bộ biến tần. VSD(Varition Speed Digital) : thay đổi tốc độ kỹ thuật số. VCD(Volume Control Damper): Van điều chỉnh gió có động cơ. MD-EA(Motorice Damper - Exhault Air): Van tự động trên đường gió thải. MD-RA(Motorice Damper - Return Air) : Van tự động trên đường gió hồi. MD-FA(Motorice Damper - Fresh Air) : Van tự động trên đường gió tươi. MD-BP(Motorice Damper - Bypass) : Van tự động đóng. EDH : Điện trở sưởi. AI (Analog Input): Tín hiệu điện vào. AO (Analog Output) : Tín hiệu điện ra. BMS (Building Management System) : Hệ điều khiển tự động. FS(Flow Swich) và AFS : các bộ bảo vệ quá nhiệt. Qsvavi : lưu lượng gió qua VAV đường cấp i. Qrvavi : lưu lượng gió qua VAV đường hồi i. Dp : Điểm lấy tín hiệu áp xuất của phòng. VA : Van điện từ. Xi : Lưu lượng gió tại các điểm i. F : bộ cảm biến vận tốc gió. Đọc giá trị vận tốc gió Vx và giá trị tiết diện ống gió Fx. Setpoint : giá trị đã được định trước. 9.1. Mô tả chung hệ thống điều khiển: Nhằm đạt được tiêu chuẩn khắc khe nhà máy sản xuất thuốc tốt (GMP), nhà máy sản xuất thuốc tiêm GMP - Phú Yên được trang bị một hệ thống điều hoà không khí, thông gió trung tâm hiện đại hàng đầu tại Việt Nam. Hệ thống này làm việc hoàn toàn tự động nhờ một hệ điều khiển số (DDC) có khả năng kết nối mạng để giám sát và điều khiển qua hệ thống máy tính trung tâm. Hệ thống điều khiển số của nhà máy có thể chia thành các hệ chính như sau: Hệ CHILLER : 01 tủ DDC Hệ AHU: 27 tủ DDC Hệ VAV: 528 bộ VAV 9.2. Nguyên lý hoạt hệ CHILLER: Hệ này gồm 01 tủ DDC với cấu hình thiết lập: 04 ngỏ vào Analog, 01 ngỏ ra Analog, 28 ngỏ vào số, 26 ngỏ ra số. Nhiệm vụ chính của tủ này gồm: Điều khiển van bypass đường nước lạnh (2AI,1AO): DDC so sánh tín hiệu chênh áp giữa hai đường ống nước lạnh chính với giá trị chênh áp cài đặt, sử dụng thuật toán PID để điều chỉnh % mở của van điện từ vô cấp đặt trên đường bypass. On/off chiller: DDC đọc giá trị công suất lạnh hiện tại của hệ thống thông qua bộ đếm để bật tắt chiller cho phù hợp với nhu cầu tải lạnh. Nhằm đồng đều tuổi thọ 03 chiller, DDC sẽ chọn máy có số lần khởi động ít nhất để chạy trước. Phối hợp bơm, tháp giải nhiệt, van chặn liên động: Khi một chiller nào đó chạy, DDC sẽ phối hợp để mở van, bơm nước, tháp giải nhiệt tương ứng. Điều khiển mở rộng: DDC dự phòng một số ngỏ vào, ra số để đóng các một số thiết bị khác như van gió, quạt thông gió và đọc các tiếp điểm TRIP của bơm, quạt, tháp giải nhiệt. 9.3. Nguyên lý hoạt động hệ AHU: Hệ này gồm 26 tủ DDC. Nhiệm vụ chính của tủ trong hệ này là: Điều khiển nhiệt độ phòng Điều khiển độ ẩm phòng Điều khiển áp suất gió đầu đẩy AHU Điều khiển tạo áp dương cho toàn bộ hệ thống. Điều khiển cấp gió tươi cho hệ thống. Hệ thống điều khiển được đánh giá hiệu quả thông qua các điểm cơ bản như: độ lợi điều khiển (đạt giá trị cài đặt trong khoảng thời gian ngắn nhất), độ ổn định các thông số điều khiển (giảm thiểu dao động các thông số điều khiển). 9.4. Mô tả tủ điều khiển AHU-S-01: Hệ này gồm 01 tủ DDC với cấu hình thiết lập: 16 ngỏ vào Analog, 9 ngỏ ra Analog, 03 ngỏ vào số, 03 ngỏ ra số. DDC sẽ được lập trình các khối điều khiển độc lập như sau: Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu T1setpoint Analog output (0..10V) % mở van MD-BP,MD-X T1 nhiệt độ đọc về X0 lưu lượng đọc về a) Khối điều khiển nhiệt độ phòng T1: DDC điều khiển liên động van giú bypass MD-BP, MD-X đóng mở, thay đổi lưu lượng gió X0 (X0min : X0max) để điều chỉnh nhiệt độ T1 đạt giá trị nhiệt độ cài đặt T1setpoint. b) Khối điều khiển nhiệt độ T3: DDC xuất tín hiệu (0-10VDC) điều khiển valve nước lạnh đóng, mở để điều chỉnh nhiệt độ T3 đạt giá trị Ts. Ts là nhiệt độ điểm sương được cài đặt sẵn hoặc tính: Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu Ts, Nhiệt độ đọng sương 01 analog output (0..10V) % mở van VA T3 nhiệt độ đọc về Ts= 10 + (RH-65 )x(15 – 10)/(50-65) 0C c) Khối điều khiển độ ẩm phòng RH: Khi độ ẩm phũng vượt giá trị cài đặt: DDC điều khiển valve nước lạnh mở để nhiệt độ T3 đạt giá trị Tsmin. Khi T3 đạt giá trị Tsmin, DDC điều khiển các cấp heater hoạt động sao cho nhiệt độ gió hồi T1 không cao hơn giá trị T1setpoint. Bộ heater được bảo vệ tránh sự cố quá nhiệt heater nhờ bộ bảo vệ FS và AFS. d) Khối điều khiển lưu lượng gió AHU: DDC đọc tín hiệu áp suất gió cấp, gió hồi Ps, tính ra độ chênh áp và so sánh giá trị chênh áp cài đặt cho quạt DPsetpoint để điều khiển biến tần quạt AHU nhằm duy trì chênh áp trước và sau quạt ổn định. Cứ sau 5 giây, DDC xác định lại lưu lượng gió tổng qua quạt (X1) để điều chỉnh lại giá trị DPsetpoint mới nhằm đảm bảo lưu lượng gió tổng qua quạt đạt giá trị thiết kế. Ngoài ra, cứ 5 phút, DDC sẽ kiểm tra VAV cấp có tổn thất lớn nhất có ở trạng thái mở hoàn toàn không để điều chỉnh DPsetpoint. Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu DPsetpoint 01 analog output (0..10V) % VSD dPs đọc về e) Khối điều khiển áp suất dương và khí tươi cho hệ thống: DDC đọc thông số lưu lượng của tất cả các VAV, cảm biến tốc độ gió và tính được các tất cả các lưu lượng gió trong hệ thống, cụ thể như sau: Lưu lượng gió qua dàn lạnh X0 = V0 x F0 Lưu lượng gió cấp vào phòng X1 = Qsvav1+Qsvav2+… Lưu lượng gió hồi từ phòng X2 = Qrvav1+Qrvav2+… Lưu lượng gió bypass X3 = X1 – X0 Lưu lượng gió hồi X4 = X2 – X3 = X2 – X1 + X0 Lưu lượng gió tươi X5 = X0 – X4 = X1 – X2 Lưu lượng gió thất thoát, thải X6 = X1 – X2 Trong đó V0 là vận tốc gió đọc được từ bộ cảm biến vận tốc gió F, F0 là thiết diện ống gió tại vị trí đặt cảm biến tốc độ F. Qsvavi là lưu lượng gió qua VAV đường cấp i, Qrvavi là lưu lượng gió qua VAV đường hồi i. Các thông số Qrvavi, Qsvavi được bộ DDC tích hợp trên từng VAV tính toán sẵn dựa trên cảm biến tốc độ và thông số kích cỡ đã được cài đặt tại nhà máy. DDC trung tâm sẽ đọc các giá trị này thông qua cổng giao tiếp N2 Bus để tính toán ra các giá trị X3, X4, X5, X6. Các VAV đường gió cấp đóng vai trò như những CAV (Constant Air Volume), tự điều chỉnh lưu lượng gió ra ổn định X1 để đảm bảo số lần thay đổi không khí của từng khu vực đúng theo thiết kế. Các VAV đường hồi được lập trình để điều khiển lưu lượng gió hồi của từng khu vực theo một tỷ lệ xác định theo thiết kế. (Ví dụ tại một thời điểm bất kỳ khi có giá trị tức thời của đường hồi tổng X2, DDC sẽ tính ra Qrvav1=0,15*X2, Qrvav2=0,25*X2 và xuất lệnh điều khiển đến RA-VAV1, RA-VAV2…). Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu X5setpoint analog output (0..10V) Điều khiển MD-FA, MD-RA X5 DDC trung tâm sẽ điều khiển góc mở của van gió tươI MD-FA và van gió hồi MD-RA đến khi lưu lượng gió tươI X5 đạt giá trị cài đặt. Để duy trì áp suất dương ổn định trong phòng, DDC sẽ liên tục đọc giá trị áp suất phòng DP và điều chỉnh góc mở van gió hồi chính MD-MRA đến khi áp suất phòng đạt giá trị cài đặt. Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu dPsetpoint analog output (0..10V) Điều khiển MD-RA Dp đọc Chương trình điều khiển được lập trình để người vận hành có thể cài đặt lưu lượng của từng VAV đường cấp, tỷ lệ lưu lượng của từng VAV đường hồi và cài đặt được giới hạn cho các giá trị lưu lượng X0, X3, X5, X6… DDC đọc thông số lưu lượng của tất cả các VAV, cảm biến tốc độ gió và tính được các tất cả cỏc lưu lượng gió trong hệ thống, cụ thể như sau: Lưu lượng gió qua dàn lạnh X0 = V0 x F0 Lưu lượng gió cấp vào phòng X1 = Qsvav1+Qsvav2+… Lưu lượng gió hồi từ phòng X2 = X3 + X4 Lưu lượng gió bypass X3 = X1 – X0 Lưu lượng gió hồi X4 = X0 - X5 Lưu lượng gió tươi X5 = Vfa x Ffa Lưu lượng gió thải X2” = Vea*Fea Lưu lượng gió qua miệng hồi X2’ = X2 + X2” Trong đó Vx là vận tốc gió đọc được từ bộ cảm biến vận tốc gió F, Fx là thiết diện ống gió tại vị trí đặt cảm biến tốc độ F. Qsvavi là lưu lượng gió qua VAV đường cấp i. Các thông số Qsvavi được bộ DDC tích hợp trên từng VAV tính toán sẵn dựa trên cảm biến tốc độ và thông số kích cỡ đã được cài đặt tại nhà máy. Từ các lưu lượng đọc được X0, X1, X5 DDC trung tâm tính toán ra các giá trị X3, X4, X2’, X2”. Các VAV đường cấp được lập trình để điều khiển lưu lượng gió cấp của từng khu vực theo một tỷ lệ xác định theo thiết kế, sao cho số lần trao đổi gió của từng khu vực luôn lớn hoặc bằng giá trị cài đặt. Các VCD trên đường hồi được điều chỉnh khi T&C để chia gió hồi cho từng khu vực theo tỷ lệ và áp suất dương thiết kế. DDC trung tâm sẽ điều khiển góc mở của van gió tươi MD-FA và van gió hồi MD-RA đến khi lưu lượng gió tươi X5 đạt giá trị cài đặt. Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu X5setpoint analog output (0..10V) Điều khiển MD-FA, MD-RA X5 DDC trung tâm sẽ điều khiển góc mở của van gió thải MD-EA đến khi lưu lượng gió thải X2” đạt giá trị cài đặt. Thuật toán PID - Tham số P,I,D - Giới hạn vùng điều khiển - Thời gian lấy mẫu X2”setpoint analog output (0..10V) Điều khiển MD-EA X2” (Hình 1) 9.5. Mô tả tủ điều khiển AHU-S-02: Điều khiển nhiệt độ, độ ẩm: RH, T1 điều khiển van nước lạnh. T2 điều khiển VAV cấp đóng/mở vô cấp. T2 điều khiển EDH đóng khi T2 thấp hơn T2Setpoint. EDH chỉ hoạt động khi VAV cấp đạt giá trị min. Điều khiển áp suất dương cho từng phòng: Để tăng áp suất phòng, DDC sẽ điều chỉnh các VAV đường hồi giảm lưu lượng dần nhưng vẫn duy trì tỷ lệ lưu lượng giữa các VAV đường hồi theo hằng số thiết kế. Ngược lại, để giảm áp suất phòng DDC trung tâm sẽ điều khiển các VAV đường hồi tăng lưu lượng tương tự như trên đến khi áp suất phòng đạt giá trị cài đặt. Điều khiển quạt gió thải các phòng S-C14, S-C22, S-C8: Trang bị mỗi phòng 01 nút nhấn điều khiển chạy quạt khi cần Trình tự chạy: MD gió thải ON → EAF ON → MD gió mới ON → MD gió hồi OFF. Các MD gió thải, gió mới và lưu lượng quạt mở tương ứng với lưu lượng gió hồi từ VAV hồi. Lưu lượng gió thải (EAF-S-16) và MD thải cập nhật lại lưu lượng tương ứng với lưu lượng hồi thải bỏ (giảm phần chênh lệch hồi/cấp của phòng thải 100%). Ngoài ra, EAF-S16 còn thay đổi theo Ps hồi. (Hình 2) 9.6. Mô tả tủ điều khiển AHU-MB-01: Hệ này gồm 01 tủ DDC với cấu hình thiết lập: 16 ngỏ vào Analog, 7 ngỏ ra Analog, 03 ngỏ vào số, 03 ngỏ ra số. DDC sẽ được lập trình các khối điều khiển độc lập như sau: Điều khiển nhiệt độ phòng (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển độ ẩm phòng (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển lưu lượng gió AHU (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển cấp gió tươi cho hệ thống (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển áp suất dương cho từng phòng: Do hệ thống này có các khu vực áp suất dương khác nhau nên DDC trung tâm sẽ điều khiển VAV đường hồi theo từng nhóm khác nhau, theo các cảm biến áp suất phòng khác nhau. (Hình 3) Để tăng áp suất phòng, DDC sẽ điều chỉnh các VAV đường hồi giảm lưu lượng dần nhưng vẫn duy trì tỷ lệ lưu lượng giữa các VAV đường hồi theo hằng số thiết kế. Ngược lại, để giảm áp suất phòng DDC trung tâm sẽ điều khiển các VAV đường hồi tăng lưu lượng tương tự như trên đến khi áp suất phòng đạt giá trị cài đặt. 9.7.Mô tả tủ điều khiển AHU-MB-02: Hệ này gồm 01 tủ DDC với cấu hình thiết lập: 21 ngỏ vào Analog, 7 ngỏ ra Analog, 03 ngỏ vào số, 08 ngỏ ra số. DDC sẽ được lập trình các khối điều khiển độc lập như sau: Điều khiển nhiệt độ phòng: (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển độ ẩm từng khu vực: DDC điều khiển valve nước lạnh mở để nhiệt độ T3 đạt giá trị Tsmin. Khi T3 đạt giá trị Tsmin, DDC điều khiển các cấp heater hoạt động sao cho nhiệt độ gió hồi T2 không cao hơn giá trị T2setpoint. Bộ heater được bảo vệ tránh sự cố quá nhiệt heater nhờ bộ bảo vệ FS và AFS. Điều khiển quạt AHU (Tương tự AHU-S-01) Điều khiển cấp gió tươi cho hệ thống: điều khiển van MD-FA để duy trì gió hồi X2 bằng hằng số X2Setpoint. Điều khiển áp suất dương cho từng phòng:khi áp suất giảm, DDC điều khiển VAV cấp mở bổ sung để duy trì áp suất dương cài đặt Ppsetpoint. (Hình 4) 9.8. Mô tả tủ điều khiển AHU-S-03/RD-02/RD-01: DDC được lập trình như bộ HL, điều khiển van nước lạnh theo tín hiệu nhiệt độ và độ ẩm gió hồi. Khi độ ẩm cao, van nước lạnh tăng độ mở. Đến khi đạt độ ẩm, DDC điều khiển van nước lạnh để điều chỉnh nhiệt độ gió hồi. AHU-S-03: lưu lượng gió thải thay đổi theo độ chênh áp suất dP giữa S-C11, S-C12 và S-W6, và dP giữa AL-S4 và S-D1. AHU-RD-02: gió thải cố định theo FA (150l/s) AHU-RD-01: dP, Ps điều khiển lưu lượng quạt thải EAF-S05. (Hình 5) Mô tả tủ điều khiển AHU-RD-01: (Xem hình 12) DDC được lập trình như bộ HL, điều khiển van nước lạnh theo tín hiệu nhiệt độ và độ ẩm gió hồi. Khi độ ẩm cao, van nước lạnh tăng độ mở. Đến khi đạt độ ẩm, DDC điều khiển van nước lạnh để điều chỉnh nhiệt độ gió hồi. DP điều khiển lưu lượng quạt thải EAF-S05. Ngoài ra, EAF-S05 còn thay đổi theo Ps hồi. Ps hồi/cấp điều khiển inverter quạt AHU Quạt AHU có tốc độ thay đổi theo Ps cấp/hồi và theo lưu lượng cần thiết từ T1. Điều khiển áp suất vẫn theo trị số lưu lượng Mô tả điều khiển quạt: Quạt FAF-L-1, EAF-L01: điều khiển theo Ps Nhu cầu gió mới (FAF) Theo áp suất (EAF) Quạt FAF-S-01, EAF-S-01: điều khiển theo Ps Nhu cầu gió mới để tạo áp hành lang (FAF) Theo lưu lượng gió thải từ phòng do dP thay đổi (EAF) (Hình 6) (Hình 7) Mở rộng: Thiết bị điều khiển đã bao gồm các điểm điều khiển mở rộng cho các quạt hút, thải gió DDC cho từng AHU đã tính toán đủ các ngỏ diều khiển vào ra tương ứng. Giao diện phần mềm điều khiển qua máy tính được thiết kế để người sử dụng có thể cài đặt được lưu lượng gió cho từng CAV, các thông số giới hạn, thông số hoạt động của hệ thống (nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng gió tươi, áp suất phòng…). MỤC LỤC